低軌物聯(lián)網(wǎng)星座，想說愛你不再難
——走出低軌星座的銥星陰影

+沈淮 農(nóng)燕 李剛 郭朝暉

隨著“一網(wǎng)星座”和“星鏈星座”的你追我趕，低軌道星座已經(jīng)逐漸從務虛的PPT，進入到實際部署階段。如果不出意外，1-2年內(nèi)，世界上大多數(shù)地方就可以享受到部分低軌星座的服務了。其中除了上述兩個超級巨型星座外，也會包括一些規(guī)模“只有”幾百顆的“小型”星座。當我們在感嘆小衛(wèi)星給世界航天產(chǎn)業(yè)帶來巨大變化的同時，人們對其商業(yè)邏輯上的合理性仍然心存疑慮，從銥星時代就困擾業(yè)界的話題并未消失——低軌星座能實現(xiàn)盈虧平衡乃至盈利嗎？

然而這一次，答案或許和銥星時代有所不同了。

在《低軌寬帶星座是一場有進無退的冒險》等文章中，我們曾經(jīng)對銥星的商業(yè)模式進行了討論和反思。銥星破產(chǎn)的一個根本癥結(jié)在于，設想中的高收入群體市場并不存在，因此高定價策略不可避免陷入失敗。而低軌寬帶星座則把自己的市場定位明確界定在普通消費群體上。低成本小衛(wèi)星技術(shù)和新型火箭發(fā)展帶來的發(fā)射價格的降低，為這一市場定位提供了有力的支撐。因為這意味著衛(wèi)星寬帶服務的價格，可以降低到普通消費者承受范圍之內(nèi)。實際上，Viasat的靜止軌道衛(wèi)星服務已經(jīng)初步證明了這一點。

那么，普通消費者為什么要購買衛(wèi)星服務？難道地面網(wǎng)絡服務不能滿足他們的需求嗎？答案是肯定的。

網(wǎng)絡接入的盲區(qū)與藍海

寬帶互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)計結(jié)果告訴我們，在世界范圍內(nèi)，低軌星座的市場空間還是很廣闊的。

我們來看網(wǎng)絡信號檢測企業(yè)網(wǎng)站OpenSignal在2018年底的統(tǒng)計，全球4G人口覆蓋率最高的前20個國家和地區(qū)如下所示。

韓國—95.71%

日本—92.03%

立陶宛—84.73%

中國香港—84.52%

荷蘭—84.1%

新加坡—82.61%

挪威—82.42%

科威特—81.77%

瑞典—81.37%

美國—81.3%

卡塔爾—81.29%

匈牙利—79.77%

澳大利亞—79.34%

中國臺灣—78.05%

芬蘭—76.36%

阿聯(lián)酋—75.92%

加拿大—75.42%

愛沙尼亞—75.11%

中國大陸—73.83%

巴林—73.82%

在這個榜單中，相當多的發(fā)達國家并未在列，事實上，到2018年底，意大利、法國和德國的覆蓋率都不超過70%，而在全球范圍內(nèi)，覆蓋率超過50%的國家和地區(qū)也只有83個。

考慮到地基物聯(lián)網(wǎng)設備需要依托移動通信基礎設施安裝和運行，上述數(shù)據(jù)也可以認為是地基物聯(lián)網(wǎng)覆蓋率所能達到的極限。顯然，很多市場不可能用地面手段來解決網(wǎng)絡接入問題。這就給衛(wèi)星網(wǎng)絡留出了市場機會。

市場契合度、性價比確立競爭優(yōu)勢

用來解決網(wǎng)絡接入的衛(wèi)星有幾種不同的方案選擇，大致可以分為靜止軌道衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星。

靜止軌道衛(wèi)星的發(fā)展由來已久，近年來的高通量衛(wèi)星也起到了市場顛覆者的作用。但它存在著南坡效應（高軌衛(wèi)星在赤道上空，用戶天線必須朝南，而且不能有遮擋）、軌道位置稀缺、時間延遲長、終端體積和功耗大、不能覆蓋高緯度地區(qū)等缺點，顯然不適合作為全球性的解決方案。

低軌道星座沒有上述缺點，但它們并不是貨架產(chǎn)品，需要從頭研制和部署。而且，實現(xiàn)全球覆蓋需要部署足夠數(shù)量的衛(wèi)星。制造周期短、發(fā)射時效要求高，成為星座發(fā)起者必須面對的挑戰(zhàn)。

這個問題對于寬帶星座來說，尤為嚴峻。在合理的商業(yè)模式下，一家企業(yè)或者一個產(chǎn)業(yè)群體要籌集到足夠的資金來覆蓋寬帶星座的成本，包括星座設計、衛(wèi)星研發(fā)、頻率協(xié)調(diào)、發(fā)射、保險、終端研制和交付，同時還要準備足夠的資金來應對發(fā)射失敗和衛(wèi)星故障帶來的意外成本，壓力是巨大的。根據(jù)加拿大北方天空咨詢公司的測算，一網(wǎng)星座可能需要50億美元才能堅持到盈虧平衡點，而太空探索技術(shù)公司自己估算的星鏈星座建設資金高達100億美元，是“重型獵鷹”研制費用的20倍?？梢园l(fā)現(xiàn)，低軌寬帶星座將是有史以來商業(yè)航天規(guī)模最大的投資活動。前景廣闊，風險同樣巨大。

然而，這樣的風險并非無法規(guī)避。從應用需求而言，不是所有用戶都需要實時的寬帶服務。類似資產(chǎn)跟蹤、SCADA類型的用戶可以接受低速、存儲轉(zhuǎn)發(fā)式的通信服務。例如部署在荒野中的油氣管道及其附屬的加壓站、儀器儀表，就是這樣的用戶。一些設置在惡劣環(huán)境中的氣象觀測站和地質(zhì)變化監(jiān)控設備同樣不需要寬帶實時連接。這些基礎，構(gòu)成了早期物聯(lián)網(wǎng)的用戶基礎。

從單個用戶的體量來說，這些都不是大客戶，也是很多大型星座公司“看不上的”的市場，但匯集在一起，就是一個相當龐大的市場。“到2021年前，全球?qū)⒂谐^200億臺物聯(lián)網(wǎng)終端，僅硬件市場的產(chǎn)值就會達到3.4萬億美元?！北本﹪姼呖瓶萍加邢薰径麻L呂強對市場的認知相當清晰和樂觀。

基于此，呂強認為：“高軌移動通信衛(wèi)星盡管也可以用于物聯(lián)網(wǎng)，比如海事衛(wèi)星和我國的天通一號，但是代價太高，從性價比和技術(shù)難度來看并不適合做物聯(lián)網(wǎng)。如果綜合考慮技術(shù)難度、投資、部署進程等因素，類似于天啟星座這樣的低軌窄帶星座更接地氣，可以更快提供服務，靠時間差就可以打出一片市場基礎。”

此外，相比高軌通信終端，低軌窄帶終端的采購費用和使用費始終占有優(yōu)勢，對那些規(guī)模很大的用戶來說，單價上的細小差別會對總成本造成相當大的影響。

自然生態(tài)和環(huán)保領(lǐng)域就是非常典型的例子。生態(tài)監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測需要運用種類繁多的傳感器。中國幅員遼闊、自然環(huán)境豐富多樣，要想在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)有效的監(jiān)控，需要在森林、濕地、草原、海洋、湖泊等環(huán)境中部署海量的傳感器，然后用衛(wèi)星終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如此一來，需要的終端數(shù)量非常龐大。如果窄帶衛(wèi)星終端比寬帶終端單價低100元，一百萬個終端就會存在1億元的差額；如果每月服務費相差10元，就是每月1千萬元、每年1.2億元的差額。這樣的差距，會對企業(yè)的采購決策產(chǎn)生決定性影響。這也同樣是窄帶物聯(lián)網(wǎng)星座的競爭力所在。而百萬終端，在物聯(lián)網(wǎng)的未來市場上不過滄海一粟。

除了價格因素外，應用上的優(yōu)勢也十分突出。體積大、定向性的寬帶終端就很難用于環(huán)保領(lǐng)域。在很多場景下，傳感器和終端要部署在山嶺的北坡，甚至直接部署在森林當中。寬帶終端天線可能因為樹木的遮擋完全無法看到衛(wèi)星，也很難用太陽能電池供電。這種時候，只能采用窄帶物聯(lián)網(wǎng)星座的全向天線，而精心選擇的頻段也可以繞過林木遮擋，與衛(wèi)星通聯(lián)。

對此，呂強解釋說，有些頻段的電磁波可以繞過障礙物，從狹小的縫隙里把信息傳輸出去，被稱為特高頻（UHF）的頻段就有這種功能。不過這個頻段上的很多資源是軍用的，在軍民協(xié)同的大背景下，國電高科獲得了一部分UHF頻率資源用于天啟星座，使之具備了為相關(guān)行業(yè)提供全球服務的能力。

與銥星時代相比，隨著應用場景的開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)的興起，價格瓶頸的突破，以及地基網(wǎng)絡接入市場廣大盲區(qū)的存在，為低軌星座提供了前所未有的應用機會和發(fā)展機遇。因此，即便銥星失敗陰影猶在，也難以阻擋星座物聯(lián)網(wǎng)帶來的全球化連接革命的到來。

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